(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の部材で一体的に構成され、一方の面に凹部が形成される第１板状部材と、
前記第１板状部材の前記凹部と対向して配置される第２板状部材と、
開口部を有するカップ容器状の外囲器であって、平面視で前記開口部が前記凹部を含むように前記開口部に前記第１板状部材の前記一方の面が接続されることにより、前記第１板状部材との間で前記第２板状部材を密封する外囲器と、
前記第１板状部材の前記凹部内に配設される光電変換膜と、
前記第２板状部材の前記凹部との対向面に配設される電子源アレイと
を含む、平面型撮像素子。
【請求項２】
前記第２板状部材は、前記第１板状部材に固定される、請求項１に記載の平面型撮像素子。
【請求項３】
前記第１板状部材の前記第２板状部材と対向する面のうち、前記凹部が形成されていない領域内に、前記第２板状部材に配設される前記電子源アレイの電気的接続をとるための配線が形成される、請求項２に記載の平面型撮像素子。
【請求項４】
前記凹部が形成される領域は、平面視において、前記第２板状部材よりも外側に延出した延出領域を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の平面型撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面型撮像素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の平面型撮像素子の構成を示す図である。
【０００３】
従来の平面型撮像素子は、透光性基板１、光電変換部２、インジウムリング３、外囲器４、及び電子源アレイ５を含む。
【０００４】
透光性基板１は、被写体から得られる反射光を透過して光電変換部２に誘導する透明な基板であり、例えば、ベリリウム（Ｂｅ）製の薄板状の導電性基板で構成される。図１では、透光性基板１の上面が光入射面となる。なお、透光性基板１には厚さ方向に貫通して光電変換部２に接続される信号ピン１Ａが設けられている。信号ピン１Ａは、平面視で光電変換部２の画素領域となる領域の外に位置するように設けられており、外部の読み出し回路（図示せず）に接続されている。
【０００５】
光電変換部２は、透光性基板１の光入射面とは反対の面に形成されており、入射光の強さに応じて電荷を生成する薄膜状の光電変換部である。この光電変換部２は、平面視円形であり、電子ビームによって図中下側の面が走査される。光電変換部２で生成される電荷は、信号ピン１Ａを介して外部の読み出し回路（図示せず）で撮像信号として読み出される。
【０００６】
インジウムリング３は、透光性基板１と外囲器４との間をシール（密封）するためのインジウム製の環状部材であり、土台となるステンレス製等のリング３Ａに、インジウム層３Ｂを形成した環状の部材である。
【０００７】
外囲器４は、ガラス基板４Ａに環状のガラスリング４Ｂを接続した部材である。外囲器４は、インジウムリング３によって透光性基板１とシール（密封）されることにより、内部空間が真空に保持される。
【０００８】
電子源アレイ５は、外囲器４の底面に配設される。電子源アレイ５は、複数の微小なカソードがマトリクス状に配列された平板状の電子ビーム源である。走査ラインと選択ラインに印加する電圧値を制御することにより、所望のカソードから電子ビーム５Ａを画素毎に光電変換部２に放出することができる。
【０００９】
従来の平面型撮像素子に透光性基板１の光入射面から光電変換部２へ光が入射すると、吸収された光で光電変換部２内に電子−正孔対が生成され、正孔が光電変換部２内の電界に沿って走査面まで走行し、電子ビームによって走査され、信号ピン１Ａを介して外部の読み出し回路で撮像信号として取り出される。
【００１０】
次に従来の平面型撮像素子の製造方法について説明する。図２（ａ）は駆動回路とともにシリコン基板に形成した電子源アレイ５を外囲器４に固定した状態を示す。図２（ｂ）はインジウムリング３を示す。図２（ｃ）は透光性基板１に光電変換部２を固定した状態を示す。
【００１１】
まず、図２（ａ）に示すように、ガラス基板４Ａにガラスリング４Ｂをフリットガラス等で接着して形成した外囲器４に、駆動回路とともにシリコン基板に形成した電子源アレイ５を固定する。駆動回路に信号を印加するためにガラス基板に形成した金属薄膜配線（図示せず）と駆動回路との間をワイヤー（図示せず）で接続して外部に引き出す。
【００１２】
また、図２（ｃ）に示すように、透光性基板１に光電変換部２を形成しておく。
【００１３】
次に、図２（ｄ）に示すように透光性基板１、インジウムリング３、及び外囲器４を位置合わせして冷間圧着し、インジウムリング３を密着させることで、図２（ｅ）に示すように真空封止とともに各部品の固定を行なっている。
【００１４】
圧着によって潰れたインジウムリング３は、真空封止するための気密材であるとともに光電変換部２と電子源アレイ５との間の距離を決めるためのスペーサでもある。光電変換部２が熱に弱いため、組み立てには冷間圧着が必要になる。
【００１５】
ここで、インジウム自体が柔らかく傷がつきやすい等の理由から、インジウムリング３は、土台となるステンレス製等のリング３Ａに、インジウム層３Ｂを厚めに形成することによって作製されている。そして、冷間圧着の直前に、図３（ａ）に示すインジウムリング３の接触部位を図３（ｂ）に破線で示すように切削することにより、表面の酸化膜やキズ等を取り除くとともに所望の形状に加工してから、傷の無い面を透光性基板１と外囲器４に密着させて気密性を確保し、内部空間を真空に保持している（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０００−４８７４３号公報
【特許文献２】特開２００２−２７０１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
図４は、従来の平面型撮像素子の断面構造の要部を拡大して示す図である。従来の平面型撮像素子では、圧着前のインジウムリング３におけるインジウム層３Ｂの量、インジウムリング３（インジウム層３Ｂ）の形状、及び圧着時の圧力によって、図４に示す圧着後のインジウムリング３の張り出し量ｄと厚さｌが決まる。張り出し量ｄは、気密性の良否に影響を及ぼし、厚さｌと外囲器４のガラスリングの高さｈは、平面型撮像素子の特性（主に解像度）を大きく左右する光電変換部２と電子源アレイ５の距離Ｌの決定要因になる。
【００１８】
このため、気密性の確保と所望の距離Ｌの確保を両立するために、圧着前のインジウムリング３に含まれるインジウム層３Ｂの量、インジウムリング３（インジウム層３Ｂ）の形状、及び圧着時の圧力を正確に制御する必要がある。
【００１９】
しかし、インジウムは柔らかく切削誤差が生じやすいため、光電変換部２と電子源アレイ５の距離Ｌの寸法誤差（すなわち特性のばらつき）が大きく生じる可能性がある。
【００２０】
また、圧着前のインジウムリング３におけるインジウム層３Ｂの量、インジウムリング３（インジウム層３Ｂ）の形状を正確に制御したとしても、圧着時の治工具の公差等によってインジウムのつぶし量が不均一になることで、圧着後に光電変換部２と電子源アレイ５の中心軸がわずかにずれ、図５に示すように光電変換部２と電子源アレイ５の間に傾きが生じ、平面型撮像素子の特性（解像度）の面内均一性を損なう可能性があった。
【００２１】
また、この場合、電子源アレイ５の画素エリアと光電変換部２の有効領域との面方向の位置合わせ精度が低下するという問題があった。
【００２２】
平面型撮像素子の高性能化に伴い、光電変換部２と電子源アレイ５の間の距離Ｌは益々短縮される方向にあるが、従来の平面型撮像素子の構造では、光電変換部２と電子源アレイ５の距離Ｌに対してインジウムリング３の厚さｌの誤差が影響を与える割合や、光電変換部２と電子源アレイ５の距離Ｌに対して光電変換部２と電子源アレイ５の間の傾きが影響を与える割合が大きいため、平面型撮像素子の特性にばらつきが生じやすいという問題があった。特性のばらつきは、歩留まりの低下にも繋がるという問題も生じさせていた。
【００２３】
また、電子源アレイ５は、図６に示すように、ボンディングワイヤ６によって外囲器４のガラス基板４Ａに形成された配線に接続されるので、ボンディングワイヤが光電変換部２に触れないようにするためには、光電変換部２と電子源アレイ５の距離Ｌは、ある程度の距離が必要である。このため、光電変換部２と電子源アレイ５の距離Ｌの短縮化には限界があった。
【００２４】
そこで、本発明は、光電変換部と電子源アレイとの位置合わせ精度を改善するとともに、光電変換部と電子源アレイとの間の距離をさらに短縮可能な構造を有する平面型撮像素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の一局面の平面型撮像素子は、単一の部材で一体的に構成され、一方の面に凹部が形成される第１板状部材と、前記第１板状部材の前記凹部と対向して配置される第２板状部材と、開口部を有するカップ容器状の外囲器であって、平面視で前記開口部が前記凹部を含むように前記開口部に前記第１板状部材の前記一方の面が接続されることにより、前記第１板状部材との間で前記第２板状部材を密封する外囲器と、前記第１板状部材の前記凹部内に配設される光電変換膜と、前記第２板状部材の前記凹部との対向面に配設される電子源アレイとを含む。
【００２６】
また、前記第２板状部材は、前記第１板状部材に固定されてもよい。
【００２７】
また、前記第１板状部材の前記第２板状部材と対向する面のうち、前記凹部が形成されていない領域内に、前記第２板状部材に配設される前記電子源アレイの電気的接続をとるための配線が形成されてもよい。
【００２８】
また、前記凹部が形成される領域は、平面視において、前記第２板状部材よりも外側に延出した延出領域を有していてもよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、光電変換部と電子源アレイとの位置合わせ精度を改善するとともに、光電変換部と電子源アレイとの間の距離をさらに短縮可能な構造を有する平面型撮像素子を提供できるという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来の平面型撮像素子の構成を示す図である。
【図２】従来の平面型撮像素子の製造工程を示す図である。
【図３】従来の平面型撮像素子の製造工程において、インジウムリングの接触部位を切削する工程を説明するための図である。
【図４】従来の平面型撮像素子の断面構造の要部を拡大して示す図である。
【図５】従来の平面型撮像素子において光電変換部と電子源アレイの間に傾きが生じた状態を示す図である。
【図６】従来の平面型撮像素子において電子源アレイがボンディングワイヤで接続された状態を示す図である。
【図７】実施の形態１の平面型撮像素子を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ’矢視図、（Ｃ）は電子源アレイと電子源アレイ用基板を示す平面図である。
【図８】実施の形態１の平面型撮像素子１０に含まれる電子源アレイ１３を示す図である。
【図９】実施の形態１の平面型撮像素子１０の製造方法の概略的に示す図である。
【図１０】実施の形態２の平面型撮像素子２００の断面構造を示す図である。
【図１１】実施の形態３の平面型撮像素子３００の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の平面型撮像素子を適用した実施の形態について説明する。
【００３３】
［実施の形態１］
図７は、実施の形態１の平面型撮像素子を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ’矢視図、（Ｃ）は電子源アレイと電子源アレイ用基板を示す平面図である。なお、図７（Ａ）〜（Ｃ）は同一縮尺である。
【００３４】
実施の形態１の平面型撮像素子１０は、透光性基板１１、光電変換部１２、電子源アレイ１３、電子源アレイ用基板１４、及び外囲器１５を含む。
【００３５】
透光性基板１１は、被写体からの光を透過して光電変換部１２に誘導する透明な基板であり、例えば、ガラス製の基板で構成される。ここで、透光性基板１１の材料としては、目的とする光線の減衰量が少ない材質を選択すればよく、可視光による撮像を行う場合には、例えば、ガラス、紫外線では、例えば、石英ガラス、Ｘ線では、例えば、ベリリウム（Ｂｅ）が特に適している。図７では、透光性基板１の上面が光入射面１１Ａとなる。
【００３６】
図７（Ａ）に示すように、実施の形態１の平面型撮像素子１０の透光性基板１１は、光入射面１１Ａとは反対の底面１１Ｂに凹部１１Ｃが形成されている第１板状部材である。凹部１１Ｃは、例えば、透光性基板１１の作製時に一体成形又は研磨処理によって形成することができる。
【００３７】
凹部１１Ｃは、透光性基板１１の底面１１Ｂから直方体状に凹むように形成されており、入射面１１Ａ及び底面１１Ｂと平行な底面１１Ｄを有する。
【００３８】
光電変換部１２は、透光性基板１１の凹部１１Ｃの底面１１Ｄに配設されており、入射光の強さに応じて電荷を生成する薄膜状の光電変換部である。なお、透光性基板１１の凹部１１Ｃには厚さ方向に貫通して光電変換部１２に接続される信号ピン１６が設けられている。信号ピン１６は、平面視で光電変換部２の画素領域となる領域の外に位置するように設けられており、光電変換部１２で生成された電荷は信号ピン１６を介して外部の読み出し回路（図示せず）で撮像信号として読み出される。
【００３９】
図７（Ｂ）に示すように、光電変換部１２は、平面視矩形であり、図７（Ａ）に示す電子源アレイ１３から放出される電子ビームによって走査される。
【００４０】
電子源アレイ１３は、電子源アレイ用基板１４に配設される。電子源アレイ用基板１４は、図７（Ａ）に示すように、透光性基板１１の凹部１１Ｃ及び光電変換部１２に対向するように、透光性基板１１から吊り下げられる第２板状部材である。電子源アレイ１３は、図７（Ａ）に示すように、電子源アレイ用基板１４の上面１４Ａに配設されており、これにより光電変換部１２と対向されている。
【００４１】
図７（Ｂ）に示すように、透光性基板１１の底面１１Ｂには、凹部１１Ｃの脇に接続用電極１７とリード１８が複数組形成されている。接続用電極１７は、平面視で矩形状の凹部１１Ｃの縁となる四辺（１１Ｅ１〜１１Ｅ４）のうち、対向する二辺１１Ｅ１、１１Ｅ２の脇に形成される。リード１８は、電子源アレイ１３に信号伝送及び電力供給を行うための外部回路（図示せず）に接続される。なお、接続用電極１７及びリード１８は、例えば、アルミニウム等の金属薄膜を底面１１Ｂに蒸着してからエッチングすることにより、あるいは、金属薄膜をスクリーン印刷することによって作製される。
【００４２】
また、図７（Ｃ）に示すように、電子源アレイ用基板１４の中央部には電子源アレイ１３が固定されており、その周辺には、電極パッド１９と配線２０が形成されている。電極パッド１９は透光性基板１１に形成される接続用電極１７と接続されるため、電極パッド１９が形成される位置は、接続用電極１７と平面視で一致するように設定されている。なお、電極パッド１９と配線２０は、例えば、アルミニウム等の金属薄膜を電子源アレイ用基板１４の上面１４Ａに蒸着してからエッチングすることにより、あるいは、金属薄膜をスクリーン印刷することによって作製される。
【００４３】
電子源アレイ用基板１４は、電子源アレイ１３が上面１４Ａに固定された状態で、例えば、インジウムのように柔らかくて粘着性のある金属で作製されたバンプ２１を接続用電極１７と電極パッド１９との間に用いることにより、透光性基板１１に対して吊り下げられた状態で固定される。
【００４４】
ここで、上述のように、電子源アレイ用基板１４は、凹部１１Ｃに蓋をするように透光性基板１１に固定されるため、凹部１１Ｃのサイズと、電子源アレイ用基板１４のサイズとは、接続用電極１７及び電極パッド１９が配列される方向の長さについて、図７（Ｂ）に示す凹部１１Ｃの長さＡの方が図７（Ｃ）に示す電子源アレイ用基板１４の長さＢよりも長くなるように設定されている。
【００４５】
これにより、図７（Ｂ）に示す透光性基板１１に電子源アレイ用基板１４を位置合わせした場合に、平面視で矩形状の凹部１１Ｃの縁となる四辺（１１Ｅ１〜１１Ｅ４）のうち接続用電極１７が形成されていない二辺１１Ｅ３、１１Ｅ４の側において、凹部１１Ｃが電子源アレイ用基板１４に覆われない領域（すなわち、電子源アレイ用基板１４よりも外側に延出した延出領域）を形成することができる。このように覆われない領域を形成するのは、実施の形態１の平面型撮像素子１０の組み立て工程において、外囲器１５を密封封止するための真空引き工程において、凹部１１Ｃ内の真空引きの効率を向上させるためである。
【００４６】
外囲器１５は、光電変換部１２、電子源アレイ１３、及び電子源アレイ用基板１４を透光性基板１１との間で真空封止できる容器状の部材であればよく、実施の形態１では、平面視矩形状のガラス基板１５Ａに矩形環状のガラス管１５Ｂをフリットガラス等で接着することによって作製される。外囲器１５は、図７（Ｂ）に示すリード１９を保護するための保護用絶縁膜２２と封止用の低温封止剤２３を介して、透光性基板１１に接着される。低温封止剤２３としては、例えば、インジウム製の封止剤を用いることができる。透光性基板１１と外囲器１５とで囲まれる内部空間は、透光性基板１１と外囲器１５を接合する際、あるいは接合後に真空引きされる。
【００４７】
なお、低温封止剤２３は、低温で接合が可能で機密性が高い封止剤であれば、インジウム以外の材料で構成されていてもよい。
【００４８】
次に、図８を用いて電子源アレイについて説明する。
【００４９】
図８は、実施の形態１の平面型撮像素子１０に含まれる電子源アレイ１３を示す図である。
【００５０】
実施の形態１では、電子源アレイ１３としてＳｐｉｎｄｔ型パッシブ電子放出源アレイを用いる場合について説明する。
【００５１】
電子源アレイ１３は、基板１３１、陰極電極１３２、陰極１３３、絶縁層１３４、及びゲート電極１３５を具える。
【００５２】
基板１３１は、ガラス、シリコン（Ｓｉ）、石英、セラミックス、又は樹脂等で構成される。この基板１３１の上には、陰極電極１３２、絶縁層１３４、及びゲート電極１３５が順次形成されている。
【００５３】
陰極電極１３２は、垂直走査方向と長手方向が平行なストライプ状の電極であり、ゲート電極１３５は、同じく水平走査方向と長手方向が平行なストライプ状の電極である。このように、陰極電極１３２とゲート電極１３５とが互いに直交する方向に延在することにより、Ｘ−Ｙマトリクスが形成される。
【００５４】
陰極電極１３２とゲート電極１３５が交差して区画される単位領域１３６内には、図８（ｂ）に示すように、絶縁層１３４及びゲート電極１３５を貫通し、陰極電極１３２の表面に達する細孔が形成され、この細孔内で陰極電極１３２から突出するように陰極１３３が配設される。
【００５５】
この陰極１３３は、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、又はタングステン（Ｗ）等の融点の高い金属材料によって作製される。通常、各単位領域１３６に複数の細孔を設け、各細孔に陰極１３３を一つずつ配設する。図８（ａ）には、各単位領域１３６に９つの細孔が形成され、９つの陰極１３３が配設される形態を示す。
【００５６】
電子源アレイ１３は、陰極電極１３２とゲート電極１３５に印加する電圧値を制御することにより、所望の陰極１３３から電子ビームを図７（Ａ）に示す光電変換部１２に発射することができる。
【００５７】
次に、図９を用いて実施の形態１の平面型撮像素子１０の製造方法について説明する。
【００５８】
図９は、実施の形態１の平面型撮像素子１０の製造方法の概略的に示す図である。
【００５９】
まず、図９（Ａ）に示すように、光電変換部１２を固定した透光性基板１１と、電子源アレイ１３を固定した電子源アレイ用基板１４とのアライメント（位置合わせ）を行った上で、接続用電極１７と電極パッド１９をバンプ２１で接合する。これにより、電子源アレイ用基板１４は透光性基板１１に吊り下げられた状態になる。すなわち、この工程により、透光性基板１１と電子源アレイ用基板１４の構造的な接合と、接続用電極１７と電極パッド１９の電気的な接続とを同時に行うことができる。
【００６０】
電子源アレイ用基板１４を透光性基板１１に吊り下げた状態を下側から見ると、図９（Ｂ）に示すようになる。図９（Ｂ）は図９（Ａ）のＢ−Ｂ’矢視図である。
【００６１】
凹部１１Ｃの２つの辺１１Ｅ３、１１Ｅ４の側において、凹部１１Ｃが電子源アレイ用基板１４に覆われない領域（すなわち、電子源アレイ用基板１４よりも外側に延出した延出領域）が形成される。これは、外囲器１５を密封封止するための真空引き工程において、凹部１１Ｃ内の真空引きの効率を向上させるためである。
【００６２】
ここで、光電変換部１２が熱に弱いため、接続用電極１７と電極パッド１９を接合する工程は、常温に近い温度で行える工程であることが望ましい。実施の形態１では、インジウム製のバンプ２１で接合する形態について説明するが、常温に近い温度で接合を行えるのであれば、例えば、バンプ２１の代わりに導電性接着剤等を用いてもよい。
【００６３】
なお、アライメントを取る際には、透光性基板１１及び電子源アレイ用基板１４に位置合わせ用のマークを形成しておくことで、精度を向上できる。
【００６４】
次に、透光性基板１１に外囲器１５を取付ける。外囲器１５は、図９（Ｃ）に示すように、ガラス管１５Ｂの上面と透光性基板１１の間に保護用絶縁膜２２及び低温封止剤２３を介した状態で、透光性基板１１に接合される。保護用絶縁膜２２は、リード１８が形成されている部位にのみ形成すればよい。
【００６５】
透光性基板１１と外囲器１５とで囲まれる内部空間は、透光性基板１１と外囲器１５を接合する際、あるいは接合後に、例えば、外囲器１５に形成した真空引き用の排気管（図示せず）を介して真空引きされる。排気管は、真空引き後に切除して封止すればよい。
【００６６】
また、ここでは、透光性基板１１と外囲器１５とで囲まれる内部空間を透光性基板１１と外囲器１５を接合する際、あるいは接合後に真空引きする形態について説明するが、図９（Ａ）に示すように透光性基板１１と電子源アレイ用基板１４とを接合する段階から、真空容器の中で真空引きを行いながら組み立てを行ってもよい。
【００６７】
なお、透光性基板１１と外囲器１５によって真空に保持される内部空間には、必要に応じて、例えば、ゲッター剤のようなガス吸着剤を配置すればよい。
【００６８】
以上のように、実施の形態１の平面型撮像素子１０によれば、透光性基板１１に電子源アレイ用基板１４を貼り合わせることによって光電変換部１２と電子源アレイ１３との間の距離が決まる。
【００６９】
このため、透光性基板１１の凹部１１Ｃの深さ、光電変換部１２の厚さ、電子源アレイ１３の厚さ（陰極１３３の高さ）、接続用電極１７の厚さ、電極パッド１９の厚さ、及びバンプ２１の厚さ（接合状態での厚さ）を正確に管理することにより、光電変換部１２と電子源アレイ１３との間の距離を高精度に設定することができる。特に、従来のように、インジウムリングを圧着する工程のように誤差がばらつきが大きく生じる可能性のある工程を含まないため、解像度等の特性の面内均一性の非常に高い平面型撮像素子１０を作製することができる。
【００７０】
また、従来の平面型撮像素子のように、電子源アレイの接続にボンディングワイヤを用いずに接続用電極１７と電極パッド１９で電気的接続を確保しているため、光電変換部１２と電子源アレイ１３との間の距離の短縮化を従来よりも容易に図ることができる。
【００７１】
また、透光性基板１１と電子源アレイ用基板１４を直接貼り合わせることで、光電変換部１２の有効領域と電子源アレイ１３の画素エリアの面方向の位置精度を向上させることができる。
【００７２】
また、透光性基板１１に対して電子源アレイ用基板１４の貼り合わせを行わない２つの辺１１Ｅ３、１１Ｅ４の側において、凹部１１Ｃが電子源アレイ用基板１４に覆われない領域（すなわち、電子源アレイ用基板１４よりも外側に延出した延出領域）を形成するため、外囲器１５を密封封止するための真空引きの効率を向上させることができる。
【００７３】
なお、以上では、電子源アレイ１３としてＳｐｉｎｄｔ型パッシブ電子放出源アレイを用いる形態について説明したが、電子源アレイ１３はＳｐｉｎｄｔ型パッシブ電子放出源アレイに限られるものではなく、例えば、アクティブ型の電子放出源アレイを用いてもよい。
【００７４】
［実施の形態２］
図１０は、実施の形態２の平面型撮像素子２００の断面構造を示す図である。実施の形態２の平面型撮像素子２００は、電子源アレイ１３に信号伝送及び電力供給を行うためのリード１８（図７（Ｂ）参照）が外囲器１５よりも内側の領域に形成されており、スプリング２０１及び貫通電極ピン２０２を介して外部回路に接続されている点と、透光性基板１１に外囲器１５を接合するための低温封止剤２０３が外囲器１５のガラス管１５Ｂの上面の全体にわたって塗布されている（すなわち、実施の形態１における保護用絶縁膜２２を含まない）点が実施の形態１の平面型撮像素子１０と異なる。その他の構成は実施の形態１の平面型撮像素子１０と同一であるため、同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７５】
スプリング２０１は、例えば、銅製であればよく、貫通電極ピン２０２の先端に接続され、撓んで付勢された状態でリード１８に接触することにより、リード１８との電気的接続が確保される。
【００７６】
貫通電極ピン２０２は、外囲器１５のガラス基板１５Ａを貫通しており、電子源アレイ１３に信号伝送及び電力供給を行うための外部回路に接続される。なお、貫通電極ピン２０２とガラス基板１５Ａとの間は、例えば、ろう付け等のガラスに金属ピンを埋め込む周知の技術を用いて密封されている。
【００７７】
低温封止剤２０３は、インジウム製の封止剤であってもよいし、低温で接合が可能で機密性が高い封止剤であれば、インジウム以外の材料で構成されていてもよい。
【００７８】
以上、実施の形態２の平面型撮像素子２００によれば、外囲器１５を低温封止剤２０３だけで透光性基板１１に接合することができるので、実施の形態１の平面型撮像素子１０と同様に解像度等の特性の面内均一性の非常に高い平面型撮像素子２００をより容易な工程で作製することができる。
【００７９】
［実施の形態３］
図１１は、実施の形態３の平面型撮像素子３００の構成を示す断面図である。実施の形態２の平面型撮像素子３００は、透光性基板３０１が２分割式になっている点が実施の形態１の平面型撮像素子１０と異なる。その他の構成は実施の形態１の平面型撮像素子１０と同一であるため、同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８０】
透光性基板３０１は、凹部３０１Ｃを形成するための厚さの薄い第１部分３０２と、凹部３０１Ｃよりも厚い第２部分３０３とを含み、第１部分３０２と第２部分３０３とを密着的に組み合わせ、低温封止剤３０４で封止することによって形成される。第１部分３０２は、平面視における形状が矩形であってもよく、円形やその他の形状であってもよい。
【００８１】
図１１に示すように、第１部分３０２は、側部に段付き部３０２Ａが形成されており、第２部分３０３には、段付き部３０２Ａを密着的に受けるための段付き部３０３Ａが形成されている。第１部分３０２の段付き部３０２Ａは、透光性基板３０１の光入射面３０１Ａ側の方が底面３０１Ｂ側よりも幅方向（図中横方向）に大きくなるように形成されている。これにより、第１部分３０２を図中における上方から第２部分３０３に対して密着させることができる。
【００８２】
実施の形態３の平面型撮像素子３００では、透光性基板３０１を第１部分３０２と第２部分３０３とに分割したことにより、第１部分３０２及び第２部分３０３の各々の厚さを設定することで凹部３０１Ｃの深さを容易に制御することができる。光電変換部１２と電子源アレイ１３との間の距離は、凹部３０１Ｃの深さによって殆ど決定されるため、実施の形態３の平面型撮像素子３００では、光電変換部１２と電子源アレイ１３との間の距離をより容易に設定することができる。
【００８３】
また、透光性基板３０１と外囲器１５との間の空間は真空に保持されるため、第１部分３０２の透光性基板３０１の光入射面３０１Ａ側を底面３０１Ｂ側よりも幅方向（図中横方向）に大きくすることにより、第１部分３０２が第２部分３０２に真空吸着される際に、段付き部３０２Ａと段付き部３０３Ａとにより、第１部分３０２が第２部分３０３によって保持され、長期にわたって信頼性の高い気密性及び剛性を確保することができる。
【００８４】
以上のように、実施の形態３の平面型撮像素子３００は、透光性基板３０１が２分割式になっているため、製造工程の順序を実施の形態１の平面型撮像素子１０とは異なるものにすることができる。
【００８５】
例えば、第１部分３０２を第２部分３０３に取り付ける前に第２部分３０３に電子源アレイ用基板１４と外囲器１５を接合し、最後に第１部分３０２（光電変換部１２を固着したもの）を第２部分３０３に取り付けることによって平面型撮像素子３００を完成させる場合には、光電変換部１２が固着された第１部分３０２を低温封止剤３０４で取り付ける前までは低温接合を行う必要が無くなるため、第２部分３０３と電子源アレイ用基板１４との接合工程や、第２部分３０３と外囲器１５との接合工程を実施の形態１の工程よりも高温で行うことができ、製造工程の自由度を向上させることができる。例えば、バンプ２１は、高温で共晶結合する接着剤であってもよいし、保護用絶縁膜２２は、高温で共晶結合するフリットガラスであってもよい。
【００８６】
また、第２部分３０３と電子源アレイ用基板１４との接合工程や、第２部分３０３と外囲器１５との接合工程を実施の形態１の工程よりも高温で行うことができるため、第２部分３０３は、ガラス以外の部材であってもよく、例えば、セラミック製であってもよい。
【００８７】
また、光電変換部１２を固着する面の表面粗さを極力小さくするために、精密研磨を行うことが一般的であるが、実施の形態３の平面型撮像素子３００は、光電変換部１２が固着される凹部３０１Ｃを構成するための部分である第１部分３０２が分離されているため、精密研磨工程を行いやすくなる。
【００８８】
以上、本発明の例示的な実施の形態の平面型撮像素子について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１０、２００、３００  平面型撮像素子
１１、３０１  透光性基板
１１Ａ、３０１Ａ  光入射面
１１Ｂ、３０１Ｂ  底面
１１Ｃ、３０１Ｃ  凹部
１１Ｄ  底面
１１Ｅ１〜１１Ｅ４  辺
１２  光電変換部
１３  電子源アレイ
１４  電子源アレイ用基板
１４Ａ  上面
１５  外囲器
１５Ａ  ガラス基板
１５Ｂ  ガラス管
１６  信号ピン
１７  接続用電極
１８  リード
１９  電極パッド
２０  配線
２１  バンプ
２２  保護用絶縁膜
２３、３０４  低温封止剤
１３１  基板
１３２  陰極電極
１３３  陰極
１３４  絶縁層
１３５  ゲート電極
２０１  スプリング
２０２  貫通電極ピン
２０３  低温封止剤
３０２  第１部分
３０２Ａ、３０３Ａ  段付き部
３０３  第２部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図７】
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【図９】
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